一種轉向管柱間隙的檢測機構及其檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于分析及測量控制技術領域，具體地說是一種轉向管柱間隙的檢測機構及其檢測方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國汽車工業的不斷發展和汽車質量的不斷提高，人們對汽車零部件的質量要求也越來越高，而汽車轉向管柱作為連接方向盤和轉向器的部件，其質量也越來越受到各汽車廠家的重視，因而對其試驗標準也更加嚴格。其中，轉向管柱間隙均指間隙角。
[0003]目前國內對轉向管柱間隙的檢測機構基本上采用水平檢測機構，只能針對單個品種的轉向管柱進行檢測，并且檢測的穩定性無法得到保證。
[0004]目前市場上對轉向管柱的間隙還沒有一個明確的檢測方法。基本上都只對轉向管柱進行一個扭轉形變的檢測。

【發明內容】

[0005]針對上述問題，本發明的目的在于提供一種轉向管柱間隙的檢測機構及其檢測方法，明確轉向管柱裝配完成后內部的間隙數，保證轉向管柱間隙角檢測時的穩定性、準確性。
[0006]為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案:一種轉向管柱間隙的檢測機構，包括機架、驅動機構、電磁離合器、扭矩傳感器、位移傳感器、轉向管柱下夾具及轉向管柱上夾具，其中驅動機構安裝在機架的底部，所述驅動機構的輸出端依次連接有電磁離合器、扭矩傳感器及轉向管柱下夾具，所述位移傳感器設置于機架上、并與扭矩傳感器上側的傳動軸相對應，所述機架的上端沿豎直方向設有滑軌，所述轉向管柱上夾具滑動連接在所述滑軌上、并與轉向管柱下夾具相對應，待檢測轉向管柱安裝在轉向管柱下夾具和轉向管柱上夾具之間。
[0007]所述機架上設有上夾具升降機構，所述上夾具升降機構與轉向管柱上夾具連接、并驅動轉向管柱上夾具上下移動。
[0008]所述上夾具升降機構包括螺紋連接的絲杠和螺母，所述絲杠的兩端沿豎直方向轉動安裝在機架上，所述螺母與轉向管柱上夾具固接。
[0009]所述絲杠上設有手輪，通過手輪轉動絲杠旋轉，從而實現轉向管柱上夾具的上、下移動。
[0010]所述驅動機構包括伺服電機和行星減速器，所述伺服電機安裝在機架的底部、并輸出端與行星減速器連接，所述行星減速器與電磁離合器連接。
[0011 ] 所述位移傳感器與傳動軸上設有的擺桿相對應。
[0012]一種轉向管柱間隙的檢測機構的檢測方法，包括以下步驟:
[0013]將轉向管柱兩端的其中一端固定，另一端通過伺服電機傳遞扭矩；
[0014]通過扭矩傳感器和位移傳感器實時采集轉向管柱一端的扭矩和位移值；
[0015]繪制位移和扭矩的關系曲線；
[0016]采用最小二乘法作出擬合曲線；
[0017]通過擬合曲線來得出轉向管柱的間隙。
[0018]所述通過扭矩傳感器和位移傳感器實時采集轉向管柱一端的扭矩和位移值，過程為:
[0019]伺服電機帶動轉向管柱正轉，直至扭矩加載至所需扭矩；
[0020]伺服電機反轉，扭矩反向加載至所需扭矩。
[0021]所述采用最小二乘法作出擬合曲線，包括:
[0022]根據所述關系曲線在第一象限的一段正轉曲線，采用最小二乘法，作出正轉擬合直線；
[0023]根據所述關系曲線在第三象限的一段反轉曲線，采用最小二乘法，作出反轉擬合直線。
[0024]所述通過擬合曲線來得出轉向管柱的間隙，具體為:
[0025]將正轉擬合直線平移，并與正轉曲線的在扭矩、位移均為負值的象限部分相切，得出正轉擬合直線的相切線；將反轉擬合直線平移，并與正轉曲線在扭矩、位移均為正值的象限部分相切，得出反轉擬合直線的相切線；
[0026]計算正轉擬合直線和正轉擬合直線的相切線的間距，及位移傳感器取值時的擺桿位置，通過弦角計算，即可以得出轉向管柱的正向間隙角；
[0027]計算反轉擬合直線和反轉擬合直線的相切線的間距，及位移傳感器取值時的擺桿位置，通過弦角計算，即可以得出轉向管柱的反向間隙角；
[0028]所述弦角計算的公式為:
[0029]a = arctan (A/L)
[0030]其中:a為間隙角，A為擬合直線和相切線之間的間隙值，L為機構傳動中心至位移傳感器測量桿中心之間的距離。
[0031]本發明的優點及有益效果是:
[0032]1.本發明保證轉向管柱間隙檢測時的穩定性、準確性，及在單臺設備上能進行多種轉向管柱的檢測。
[0033]2.本發明通過絲桿來調整轉向管柱上夾具的位置，來適應各種長度不一樣的轉向管柱的檢測。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發明的結構示意圖；
[0035]其中:1為伺服電機，2為行星減速器，3為電磁離合器，4為扭矩傳感器，5為位移傳感器，6為轉向管柱下夾具，7為上夾具升降機構，8為轉向管柱上夾具。
【具體實施方式】
[0036]下面結合附圖對本發明作進一步詳述。
[0037]如圖1所示，本發明包括機架、驅動機構、電磁離合器3、扭矩傳感器4、位移傳感器5、轉向管柱下夾具6及轉向管柱上夾具8，其中驅動機構安裝在機架的底部，所述驅動機構的輸出端依次連接有電磁離合器3、扭矩傳感器4及轉向管柱下夾具6。所述位移傳感器5設置于機架上、并與扭矩傳感器4上側的傳動軸上設有的擺桿相對應。所述機架的上端沿豎直方向設有滑軌，所述轉向管柱上夾具8滑動連接在所述滑軌上、并與轉向管柱下夾具6相對應。轉向管柱作為待檢測工件安裝在轉向管柱下夾具6和轉向管柱上夾具8之間，其中轉向管柱上夾具8固定，轉向管柱下夾具6可隨傳動機構一起旋轉。
[0038]所述機架上設有上夾具升降機構7，所述上夾具升降機構7與轉向管柱上夾具8連接、并驅動轉向管柱上夾具8上下移動。所述上夾具升降機構7包括螺紋連接的絲杠和螺母，所述絲杠的兩端沿豎直方向轉動安裝在機架上，所述螺母與轉向管柱上夾具8固接。所述絲杠上設有手輪，通過手輪轉動絲杠旋轉，從而實現轉向管柱上夾具8的上、下移動。
[0039]所述驅動機構包括伺服電機I和行星減速器2，所述伺服電機I安裝在機架的底部、并輸出端與行星減速器2連接，所述行星減速器2與電磁離合器3連接。
[0040]本發明的工作原理是:
[0041]將轉向管柱一端固定，另一端加載一個先正方向連續增長到設定值再反向加載的轉矩，由于裝配間隙和本身形變，輸入端產生正反兩個方向的